WO2021208415A1 - 从机的开环控制方法及主从机并联系统 - Google Patents

Abstract

一种从机的开环控制方法及主从机并联系统，上述方法包括：第一从机向控制器发送本机的绝对属性值，以控制器根据本机的绝对属性值以及主机的绝对属性值计算得到相对属性值，将相对属性值进行转换得到对应本机的从机微调量；第一从机将接收从机微调量以及接收主机发送的基准控制量输入本机对应的开环控制环路后输出从机控制量，使调节后的第一从机的控制量与主机的控制量相同，实现硬件均流或均功率。通过开环控制的所有第一从机进行各自调节校准，使得调节方式更加灵活，更易控制，且可以提高校准工作效率。

Description

从机的开环控制方法及主从机并联系统

本申请要求于2020年04月14日提交中国专利局、申请号为202010290841.6、发明名称为“从机的开环控制方法及主从机并联系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请属于电源控制技术领域，尤其涉及一种从机的开环控制方法及主从机并联系统。

背景技术

在对大功率变换器扩展功率的电路进行采样时，目前采用闭环回路采样控制的方法实现所有闭环控制对应的模块的均流效果。将多闭环回路的脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）分别进行模拟/数字转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）采样，一个ADC采样模块采集一个闭环回路的电流，然后根据采集到的电流进行各自的闭环调节，使得所有的硬件的电流均相同。然而，采用现有技术进行采样调节时由于采用闭环控制，不能快速达到所有闭环回路均流，导致调节工作效率较低。

技术问题

本申请实施例提供了一种从机的开环控制方法及主从机并联系统，旨在解决现有技术中由于采用闭环控制，不能快速达到所有闭环控制的模块均流，导致调节工作效率较低的问题。

技术解决方案

为解决上述技术问题，本申请实施例的第一方面提供了一种从机的开环控制方法，应用于多个并联连接的电源模块和控制器构成的主从机并联系统，任一电源模块为主机，其余电源模块为从机，所述从机中至少一个第一从机执行开环控制方法，第一从机执行的开环控制方法包括：

向所述控制器发送本机的绝对属性值，以所述控制器根据本机的绝对属性值以及所述主机的绝对属性值计算得到相对属性值，并将所述相对属性值进行转换得到对应本机的从机微调量；所述绝对属性值用于表征所述电源模块的固有属性；

接收所述控制器发送的从机微调量，以及接收所述主机发送的基准控制量；

将所述基准控制量和所述从机微调量输入所述本机对应的开环控制环路后输出从机控制量，所述从机控制量用于控制所述本机。

作为本申请另一实施例，所述将所述相对属性值进行转换得到对应本机的从机微调量，包括：

将所述相对属性值转换为与所述主机的基准控制量具有相同属性或者格式的值，将此值作为对应本机的从机微调量。

作为本申请另一实施例，所述将所述基准控制量和所述从机微调量输入所述本机对应的开环控制环路后输出从机控制量，包括：

将所述基准控制量和所述从机微调量进行叠加处理后输入所述本机对应的开环控制环路后输出从机控制量。

作为本申请另一实施例，在将多个并联连接的电源模块和控制器构成的并联系统前，还包括：

采用相同的测试条件，分别检测所有电源模块的电参数，并将所述电参数转换为绝对属性值存储于对应的电源模块内。

作为本申请另一实施例，所述电参数包括电压参数、电流参数或者功率参数。

本申请实施例的第二方面提供一种主从机并联系统，包括多个并联连接的电源模块和控制器，任一电源模块为主机，其余电源模块为从机，所述从机中至少一个第一从机执行上述任一项所述从机的开环控制方法，所述电源模块内均预先存储本机的绝对属性值，所述绝对属性值用于表征所述电源模块的固有属性；

所述控制器获取全部电源模块的绝对属性值，根据所述任一第一从机的绝对属性值以及所述主机的绝对属性值计算得到所述任一第一从机相对主机的相对属性值，将得到的相对属性值进行转换得到从机微调量，并将从机微调量发送给对应的第一从机；

所述主机根据闭环控制环路输出基准控制量，并将所述基准控制量发送至所述任一第一从机，所述基准控制量用于控制主机；

所述任一第一从机将所述基准控制量和本机的从机微调量输入本机对应的开环控制环路后输出从机控制量，所述从机控制量用于控制本机。

作为本申请另一实施例，所述电源模块的功率电路均相同。

作为本申请另一实施例，所述第一从机包括CPLD单元或者FPGA单元，用于实现将所述基准控制量和本机的从机微调量输入本机对应的开环控制环路后输出从机控制量。

作为本申请另一实施例，当从机的数量为至少两个时，至少两个从机的开环控制环路相同。

本申请实施例的第三方面提供一种电源模块，应用于上述任一项所述的主从机并联系统。

有益效果

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：与现有技术相比，本申请通过执行开环控制方法的第一从机向控制器发送本机的绝对属性值，使控制器根据本机的绝对属性值以及主机的绝对属性值计算得到相对属性值，并将相对属性值进行转换得到对应本机的从机微调量；第一从机将主机发送的基准控制量和控制器发送的从机微调量输入到本机对应的开环控制环路，输出从机控制量，使调节后的第一从机跟随主机实现硬件均流或均功率，通过开环控制的第一从机进行各自调节校准，使得调节方式更灵活，更易控制，且可以提高校准工作效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的从机的开环控制方法的流程示意图；

图2是本申请实施例提供的主从机并联系统的示意图；

图3是本申请实施例提供的至少一个从机分别与主机的连接示意图。

本发明的实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1为本申请实施例提供的一种从机的开环控制方法的示意图，从机的开环控制方法应用于多个并联连接的电源模块和控制器构成的主从机并联系统，如图2所示主从机并联系统，多个并联的电源模块可以组成一台不间断电源（Uninterruptible Power System ，UPS），其中这里电源模块可以为AC-AC、DC-AC或者DC-DC等变换器。进一步的，还可以将多个UPS并联构成一个大的并联系统，这个并联系统内包括多个小的并联系统，每个小并联系统中包括多个并联的电源模块。

可选的，主从机并联系统中的任一电源模块可以为主机，其余电源模块可以为从机。所述电源模块的功率电路均相同。其中，主机执行闭环控制方法。所有从机中可以部分从机执行开环控制方法，部分从机执行闭环控制方法，也可以全部从机均执行开环控制方法。在本实施例中，不论全部从机执行开环控制方法还是部分从机执行开环控制方法，均将执行开环控制方法的至少一个从机命名为第一从机，以进行区分。

可选的，在将多个并联连接的电源模块和控制器构成的图2所示的并联系统前，还可以采用相同的测试条件，分别检测所有电源模块的电参数，并将所述电参数转换为绝对属性值存储于对应的电源模块内，以便后续可以对执行开环控制的第一从机进行调控，使调节后的第一从机跟随主机实现硬件均流或均功率。这里电参数可以包括电压参数、电流参数或者功率参数。

第一从机执行的开环控制方法包括以下步骤：

步骤101，向所述控制器发送本机的绝对属性值。

可选的，控制器接收到第一从机发送的绝对属性值，同时也接收主机发送的绝对属性值，然后根据本机的绝对属性值以及所述主机的绝对属性值计算得到相对属性值，并将所述相对属性值进行转换得到对应本机的从机微调量。所述绝对属性值用于表征所述电源模块的固有属性。

可选的，控制器根据本机的绝对属性值以及所述主机的绝对属性值计算得到相对属性值，即计算第一从机的绝对属性值以及所述主机的绝对属性值的差值，将得到的差值作为相对属性值。

可选的，控制器将相对属性值进行转换得到对应本机的从机微调量，即将相对属性值转换为与所述主机的基准控制量具有相同属性或者格式的值，将此值作为对应本机的从机微调量。主机的基准控制量即主机执行闭环控制方法时发出的控制量，将此控制量作为基准控制量进行第一从机的调控。

例如，主机发出的控制量可以为PWM信号，即基准控制量为PWM信号。因此需要将相对属性值进行转换使之与主机的基准控制量具备相同的属性或者相同的格式，即将相对属性值转换为PWM信号形式，便于后续直接对从机进行调整。当然，主机发出的控制量也可以是输入脉冲调制单元之前的信号，该信号输入脉冲调制单元后输出PWM信号，只需要将相对属性值转换为与之相对应的属性或格式相同的值即可。

步骤102，接收所述控制器发送的从机微调量，以及接收所述主机发送的基准控制量。

可选的，第一从机在进行微调前首先获接收控制器计算得到的从机微调量，并接收主机执行闭环控制方法时发出的基准控制量，然后继续执行步骤103。

步骤103，将所述基准控制量和所述从机微调量输入所述本机对应的开环控制环路后输出从机控制量，所述从机控制量用于控制所述本机。

可选的，本步骤可以包括：第一从机将所述基准控制量和所述从机微调量进行叠加处理后输入所述本机对应的开环控制环路后输出从机控制量。

可选的，所述第一从机包括复杂可编程逻辑器件Complex Programmable Logic Device，CPLD)单元或者现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）单元，用于实现将所述基准控制量和本机的从机微调量输入本机对应的开环控制环路后输出从机控制量。即第一从机中的CPLD单元或FPGA单元根据主机发出的基准PWM信号，将转换的到的本机的PWM信号进行占空比调节，达到与主机的基准PWM信号相同，实现主从机的硬件均流或均功率。

上述从机的开环控制方法，通过第一从机向控制器发送本机的绝对属性值，以控制器根据本机的绝对属性值以及主机的绝对属性值计算得到相对属性值，并将相对属性值进行转换得到对应本机的从机微调量；然后第一从机将接收控制器发送的从机微调量以及接收主机发送的基准控制量输入本机对应的开环控制环路后输出从机控制量，使调节后的第一从机的控制量与主机的控制量相同，实现硬件均流或均功率。通过开环控制的所有第一从机进行各自调节校准，使得调节方式更加灵活，更易控制，避免现有技术中所有主从机均采用闭环控制方法使得主从机之间相互影响，难以实现硬件均流或均功率，且本申请提供的从机的开环控制方法可以提高校准工作效率。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本实施例还提供一种主从机并联系统，如图2所示，包括多个并联连接的电源模块和控制器，任一电源模块为主机，其余电源模块为从机，所述从机中至少一个第一从机执行上述任一实施例提供的从机的开环控制方法，所述电源模块内均预先存储本机的绝对属性值，所述绝对属性值用于表征所述电源模块的固有属性。

其中，这里电源模块可以为AC-AC、DC-AC或者DC-DC等变换器，所述电源模块的功率电路均相同。可选的，所有从机中可以部分从机执行开环控制方法，部分从机执行闭环控制方法，也可以全部从机均执行开环控制方法。在本实施例中，不论全部从机执行开环控制方法还是部分从机执行开环控制方法，均将执行开环控制方法的至少一个从机命名为第一从机，以进行区分。可选的，当从机的数量为至少两个时，至少两个从机的开环控制环路相同。

可选的，绝对属性值为采用相同的测试条件，分别检测所有电源模块的电参数，并将所述电参数进行转换而得到，绝对属性值存储于对应的电源模块内，以便后续可以对执行开环控制的第一从机进行调控，使调节后的第一从机跟随主机实现硬件均流或均功率。这里电参数可以包括电压参数、电流参数或者功率参数。

如图 2所示的主从机并联系统，所述控制器获取全部电源模块的绝对属性值，根据所述任一第一从机的绝对属性值以及所述主机的绝对属性值计算得到所述任一第一从机相对主机的相对属性值，将得到的相对属性值进行转换得到从机微调量，并将从机微调量发送给对应的第一从机。

可选的，控制器根据任一第一从机的绝对属性值以及主机的绝对属性值计算得到任一第一从机相对主机的相对属性值，即计算任一第一从机的绝对属性值以及主机的绝对属性值的差值，将得到的差值作为相对属性值。

可选的，控制器将相对属性值进行转换得到从机微调量，即将相对属性值转换为与主机的基准控制量具有相同属性或者格式的值，将此值作为对应本机的第一从机的从机微调量。主机的基准控制量即主机执行闭环控制方法时发出的控制量，将此控制量作为基准控制量进行第一从机的调控。

例如，主机发出的控制量可以为PWM信号，即基准控制量为PWM信号。因此需要将相对属性值进行转换使之与主机的基准控制量具备相同的属性或者相同的格式，即将相对属性值转换为PWM信号形式，便于后续直接对从机进行调整。

所述主机根据闭环控制环路输出基准控制量，并将所述基准控制量发送至所述任一第一从机，所述基准控制量用于控制主机。

所述任一第一从机将所述基准控制量和本机的从机微调量输入本机对应的开环控制环路后输出从机控制量，所述从机控制量用于控制本机。

可选的，任一第一从机将所述基准控制量和本机的从机微调量进行叠加处理后输入本机对应的开环控制环路后输出从机控制量。

可选的，所述第一从机包括CPLD单元或者FPGA单元，用于实现将所述基准控制量和本机的从机微调量输入本机对应的开环控制环路后输出从机控制量。即第一从机中的CPLD单元或FPGA单元根据主机发出的基准PWM信号，将转换的到的本机的PWM信号进行占空比调节，达到与主机的基准PWM信号相同，实现主从机的硬件均流或均功率。

可选的，如图3所示的主从机的连接示意图。所述主机包括第一接口和第二接口；每个从机包括第三接口和第四接口；

所述主机的第一接口与每个从机的第三接口连接；所述主机的第二接口与每个从机的第四接口连接，其中，第一接口和第三接口用于电源模块并联连接的输入，第二接口和第四接口用于电源模块并联连接的输出。

当需要对从机进行调节时，则可以通过上述主机和从机的连接关系将从机连接到主机上，即插即用，操作方便。

上述主从机并联系统，通过控制器获取全部电源模块的绝对属性值，根据任一第一从机的绝对属性值以及主机的绝对属性值计算得到任一第一从机相对主机的相对属性值，将得到的相对属性值进行转换得到从机微调量，并将从机微调量发送给对应的第一从机；主机根据闭环控制环路输出基准控制量，并将基准控制量发送至所述任一第一从机；任一第一从机将基准控制量和本机的从机微调量输入本机对应的开环控制环路后输出从机控制量，使调节后的第一从机的控制量与主机的控制量相同，实现硬件均流或均功率。通过开环控制的所有第一从机进行各自调节校准，使得调节方式更加灵活，更易控制，避免现有技术中所有主从机均采用闭环控制方法使得主从机之间相互影响，难以实现硬件均流或均功率，且本申请提供的从机的开环控制方法可以提高校准工作效率。

本申请实施例还提供一种电源模块，应用于上述任一实施例所述的主从机并联系统，并且具有上述主从机并联系统带来的所有有益效果。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种从机的开环控制方法，应用于多个并联连接的电源模块和控制器构成的主从机并联系统，任一电源模块为主机，其余电源模块为从机，其特征在于，所述从机中至少一个第一从机执行开环控制方法，第一从机执行的开环控制方法包括：

   向所述控制器发送本机的绝对属性值，以所述控制器根据本机的绝对属性值以及所述主机的绝对属性值计算得到相对属性值，并将所述相对属性值进行转换得到对应本机的从机微调量；所述绝对属性值用于表征所述电源模块的固有属性；

   接收所述控制器发送的从机微调量，以及接收所述主机发送的基准控制量；

   将所述基准控制量和所述从机微调量输入所述本机对应的开环控制环路后输出从机控制量，所述从机控制量用于控制所述本机。
2. 如权利要求1所述的从机的开环控制方法，其特征在于，所述将所述相对属性值进行转换得到对应本机的从机微调量，包括：

   将所述相对属性值转换为与所述主机的基准控制量具有相同属性或者格式的值，将此值作为对应本机的从机微调量。
3. 如权利要求2所述的从机的开环控制方法，其特征在于，所述将所述基准控制量和所述从机微调量输入所述本机对应的开环控制环路后输出从机控制量，包括：

   将所述基准控制量和所述从机微调量进行叠加处理后输入所述本机对应的开环控制环路后输出从机控制量。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的从机的开环控制方法，其特征在于，在将多个并联连接的电源模块和控制器构成的并联系统前，还包括：

   采用相同的测试条件，分别检测所有电源模块的电参数，并将所述电参数转换为绝对属性值存储于对应的电源模块内。
5. 如权利要求4所述的从机的开环控制方法，其特征在于，所述电参数包括电压参数、电流参数或者功率参数。
6. 一种主从机并联系统，其特征在于，包括多个并联连接的电源模块和控制器，任一电源模块为主机，其余电源模块为从机，所述从机中至少一个第一从机执行上述权利要求1至5中任一项所述从机的开环控制方法，所述电源模块内均预先存储本机的绝对属性值，所述绝对属性值用于表征所述电源模块的固有属性；

   所述控制器获取全部电源模块的绝对属性值，根据所述任一第一从机的绝对属性值以及所述主机的绝对属性值计算得到所述任一第一从机相对主机的相对属性值，将得到的相对属性值进行转换得到从机微调量，并将从机微调量发送给对应的第一从机；

   所述主机根据闭环控制环路输出基准控制量，并将所述基准控制量发送至所述任一第一从机，所述基准控制量用于控制主机；

   所述任一第一从机将所述基准控制量和本机的从机微调量输入本机对应的开环控制环路后输出从机控制量，所述从机控制量用于控制本机。
7. 如权利要求6所述的主从机并联系统，其特征在于，所述电源模块的功率电路均相同。
8. 如权利要求6所述的主从机并联系统，其特征在于，

   所述第一从机包括CPLD单元或者FPGA单元，用于实现将所述基准控制量和本机的从机微调量输入本机对应的开环控制环路后输出从机控制量。
9. 如权利要求6所述的主从机并联系统，其特征在于，当从机的数量为至少两个时，至少两个从机的开环控制环路相同。
10. 一种电源模块，其特征在于，应用于权利要求6至9任一项所述的主从机并联系统。